K089-杠桿零件的機械加工工藝規(guī)程與鉆10和11兩孔夾具設(shè)計[杠桿臂]帶圖紙

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專業(yè)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目 “杠桿”零件的機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計 設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 XX大學(xué)機電與建筑工程學(xué)院 (2008年9月16日) 12 - - 專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書 題目: “杠桿”零件的機械加工工藝規(guī)程與夾具設(shè)計 原始圖紙（見附頁） 生產(chǎn)類型：中批量 設(shè)計內(nèi)容： 1、零件圖 1張 2、毛坯圖 1張 3、機械加工工藝過程卡 1份 4、機械加工工序卡 1份 5、夾具裝配圖 1套 6、夾具零件圖 若干 7、課程設(shè)計說明書 1份 班 級 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 目錄 前言 一、零件的分析 （一）零件的作用 （二）零件的工藝分析 二、工藝規(guī)程的設(shè)計 （一）確定毛坯的制造形式 （二）基準的選擇 （三）工藝路線的擬定及工藝方案的分析 （四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 三、專用夾具的設(shè)計 （一）確定夾具類型 （二）擬定定位方案選擇定位元件 （三）導(dǎo)引裝置設(shè)計 （四）夾緊機構(gòu)設(shè)計 （五）夾具操作動作說明 四、總結(jié) 五、主要參考文獻 設(shè)計說明 前言： 本次設(shè)計對我來說是相當重要的，它不僅考察我們對機械行業(yè)專業(yè)知識的掌握情況，更是要我們從實際出發(fā)，結(jié)合所學(xué)的知識，設(shè)計出最優(yōu)化的夾具來。 這次設(shè)計讓我熟悉了夾具設(shè)計的整個流程，并了解了在設(shè)計過程中需考慮哪些因素，它鍛煉了我分析問題，解決問題的能力。這次設(shè)計對我來說是有幫助的，也是十分必要的。 一 零件的分析 (一) 零件的作用 該零件的主要作用是在機構(gòu)運動中起到支承作用 (二) 零件的工藝分析 1. 零件加工要求分析 (1) Φ28H7孔及兩端面。 (2) Φ10H9兩端面。 (3) 鉆、擴、鉸Φ10H9孔及Φ11孔。 要求：Φ10H9孔與Φ28H7孔的距離為（80+0.2）mm；平行度為0.3mm。 Φ11孔與Φ28H7孔的距離為(15+0.25)mm。 Φ11孔與端面K的距離為14mm。 (4) 槽。要求：槽寬 mm，中心對稱分布，單邊尺寸為 mm。 2. 設(shè)立夾具 根據(jù)零件分析，為保證精度要求，設(shè)立（3）的鉆模夾具： 使用夾具前已加工表面為： (1) Φ28H7孔及兩端面。 (2) Φ10H9兩端面。 本工序使用機床為Z5125立鉆。刀具為通用標準工具。 二 工藝規(guī)程的設(shè)計 (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼。種類選用模鍛件。 (二) 基準的選擇 1 粗基準的選擇。選用端面K為粗基準。 2 精基準的選擇。精基準的選擇主要應(yīng)該考慮基準重合的問題。當設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算。 (三) 工藝路線的擬定及工藝方案的分析 1 工藝路線方案一： 工序1：鍛造 工序2：正火 工序3：以φ28孔左端面為基準，粗銑、半精銑φ28孔右端面，粗銑、半精銑φ10孔右端面 工序4：以φ28孔右端面為基準，粗銑、半精銑φ28孔左端面及φ10孔左端面符圖 工序5：以φ28孔左端面為基準，鉆擴鉸φ28孔符圖，并保證垂直度 工序6：鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔符圖 工序7：以φ28孔中心為基準，粗銑、半精銑φ11孔端面符圖 工序8：粗銑、半精銑槽 工序9：檢驗各尺寸是否符圖 工序10：入庫 2 工藝路線方案二： 工序1：鍛造 工序2：正火 工序3：以φ28孔左端面為基準，粗銑φ28孔右端面及φ10孔右端面：調(diào)頭，粗銑φ28孔左端面及φ10孔左端面 工序4：以φ28孔左端面為基準，半精銑φ28孔右端面及φ10孔右端面符圖；調(diào)頭，半精銑φ28孔左端面及φ10孔左端面 工序5：以φ28孔左端面為基準，鉆擴鉸φ28孔符圖，并保證垂直度 工序6：以φ28孔中心為基準，粗銑、半精銑φ11孔端面符圖 工序7：鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔符圖 工序8：粗銑、半精銑槽 工序9：檢驗各尺寸是否符圖 工序10：入庫 3 工藝方案的比較與分析。 上述兩個工藝方案的區(qū)別在于： ①方案一是粗精加工在一起，先加工完一端再加工另一端；而方案二是粗精分開加工。 ②方案一是先加工φ11、φ10孔，再以一面兩孔定位，加工φ11孔端面。而方案二則相反，先加工孔端面再加工φ11、φ10孔。 經(jīng)比較可見，由于此零件是中批量生產(chǎn),方案一的粗精加工安排在一起, 避免了反復(fù)裝夾,節(jié)省了加工工時；再者，方案一的先加工φ11、φ10孔，再加工φ11孔端面，有利于一面兩孔定位，保證了位置精度。因此選用方案一。 (四) 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “杠桿“零件材料為45鋼，毛坯質(zhì)量約為0.45千克，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用在鍛錘上合模模鍛毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1 φ28孔、φ11孔及φ10孔兩端面。 查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，它們的表面粗糙度均為3.2，要求粗加工和半精加工，此時單邊余量Z=2mm可滿足加工要求。 2 φ28H7孔、φ10H9孔、φ11孔。 根據(jù)孔的精度要求及直徑大小，參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，確定工序尺寸及余量為： φ28H7孔：鉆孔至φ26mm 擴孔至φ27.8mm 2Z=0.2mm 粗鉸至φ27.94mm 2Z=0.14mm 精鉸至φ28H7 2Z=0.06mm φ10H9孔：鉆孔至φ9.8mm 鉸至φ10H8 2Z=0.2mm φ11孔： 鉆孔至φ10.2mm 擴孔至φ11mm 2Z=0.8mm 3 槽。 根據(jù)粗糙度是3.2，查手冊，可得粗銑單邊余量Z=0.75，精銑達尺寸要求。 三 專用夾具的設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 經(jīng)過與指導(dǎo)教師協(xié)商，決定設(shè)計第6道工序-----鉆φ11孔，鉆鉸φ10孔的專用夾具。本夾具將用于Z5125立鉆。刀具為通用標準工具 (一) 確定夾具類型 本工序所加工兩孔（φ10H9和φ11），位于互為的兩個平面內(nèi),孔徑不大,工件質(zhì)量較小、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大，因此采用翻轉(zhuǎn)式鉆模。 (二) 擬定定位方案選擇定位元件 1 定位方案。 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點，其定位方案如下： ① 以φ28H7孔及一組合面（端面K和φ10H9一端面組合而成）為定位面，以φ10H9孔端外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制六個自由度。這一定位方案，由于尺寸mm公差大，定位不可靠，會引起較大的定位誤差。 ② 以孔φ28H7孔及端面K定位，以φ11孔外緣毛坯面一側(cè)為防轉(zhuǎn)定位面，限制工件六個自由度。為增加剛性，在φ10H9的端面增設(shè)一輔助支承。 比較上述兩種定位方案。初步選定方案②。 2 選擇定位元件。 ① 選擇帶臺階面的定位銷，作為以φ28H7孔及端面的定位元件。定位副配合取 。 ② 選擇可調(diào)支承釘為φ11孔外緣毛坯面一側(cè)防轉(zhuǎn)定位面的定位元件,如圖1(a)所示。也可選擇圖2(b)所示移動V形塊。考慮結(jié)構(gòu)簡單，現(xiàn)選用圖1(a)所示結(jié)構(gòu)。 (a) (b) 圖1 定位元件的選擇 3 定位誤差計算 ① 加工φ10H9時孔距尺寸（80+0.2）mm的定位誤差計算。 由于基準重合,故=0。 基準位移誤差為定位孔（ mm）與定位銷（ mm）的最大間隙，故=（0.021+0.007+0.013）mm=0.041mm。 = + = (0+0.041)mm =0.041mm< 由此可知此定位方案能滿足尺寸（80+0.2）mm的定位要求。 ② 加工φ10H9時軸線平行度0.3m的定位誤差計算。 由于基準重合，故=0。 基準位移誤差為定位孔φ28H7與定位面K之間的垂直度誤差。故=0.03mm 此方案能滿足平行度0.3mm的定位要求。 ③ 加工φ11時孔距尺寸（15+0.25）mm。加工時φ11孔時與φ10H9孔時相同。 =0 =0.041mm = + = (0+0.041)mm=0.041mm< 此定位方案能滿足孔距（15+0.25）mm的定位要求。 4 夾具精度分析與計算 所設(shè)計的夾具需保證的加工要求有：尺寸（15+0.25）mm；尺寸（80+0.2） mm；尺寸14mm及φ10H9孔和φ28H7孔軸線間平行度允差0.3mm。除尺寸14mm，因精度要求較低不必進行驗算外，其余三項精度分別驗算如下: ① 尺寸（80+0.2）mm的精度核算。 定位誤差，由前已計算，已知 =0.041mm。 定位元件對底面的垂直度誤差 =0.03mm。 鉆套與襯套間的最大配合間隙=0.033mm。 襯套孔的距離公差=0.1mm。 麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 =0.050mm。 襯套軸線對底面（F）的垂直度誤差 =0.05mm。 mm =0.131mm< 因而該夾具能保證尺寸（80+0.2）mm的加工要求。 ② 尺寸（15+0.25）mm的精度核算。 =0.041mm， =0.03mm , =0.033mm。 襯套孔與定位元件的距離誤差=0.06mm。 麻花鉆與鉆套內(nèi)孔的間隙 =0.061mm。 mm =0.090mm< 因而尺寸（15+0.25）mm能夠保證。 ③ φ10H9軸線對φ25H7軸線的平行度允差0.3mm的精度校核。 =0.03mm ， =0.03mm 襯套對底面（F）的垂直度誤差=0.05mm mm=0.066mm< 因而此夾具能保證兩孔軸線的平行度要求。 （三）導(dǎo)引裝置設(shè)計 1 對φ10H9孔，為適應(yīng)鉆、鉸選用快換鉆套。 主要尺寸由《機床夾具零、部件》國家標準GB/T2263-80、GB/T2265-80選取。鉆孔時鉆套內(nèi)徑 mm、外徑 mm；軸套內(nèi)徑 mm，外徑mm；鉆套端面至加工面間的距離取8mm。 麻花鉆選用mm 2 對φ11孔，鉆套采用快換鉆套。鉆孔時鉆套內(nèi)徑mm、外徑 mm；軸套內(nèi)徑 mm，外徑mm；鉆套端面至加工面間的距離取12mm。 麻花鉆選用 mm。 各引導(dǎo)元件至定位元件間的位置尺寸分別為（15+0.03）mm和（18+0.05）mm；各鉆套軸線對基面的垂直允差為0.02mm。 （四）夾緊機構(gòu)設(shè)計 參考夾具資料，采用M12螺桿在φ28H7孔上端面夾緊工件。 （五）夾具操作動作說明 首先將零件裝到定位銷上，裝上開口銷，擰上螺母，但不擰緊，使φ11孔外圓柱面與防轉(zhuǎn)銷相接觸，然后擰緊螺母，可以進入加工。 總結(jié) 經(jīng)過這3個星期的課程設(shè)計，我基本掌握了夾具設(shè)計的設(shè)計流程，而在設(shè)計中我也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。比如對一些工件的感性認知等。經(jīng)過老師的指導(dǎo)以及自己的認真學(xué)習(xí)，我把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學(xué)習(xí)過程中努力的方向。課程設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學(xué)習(xí)過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，我把學(xué)過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設(shè)計手冊，使我學(xué)會了在實際中運用工具書，獨立完成每一步工作；在在夾具設(shè)計過程中我學(xué)會了如何分析問題以及解決問題。這次的夾具設(shè)計是十分有意義的，它讓我受益非淺。 參考文獻 1 廖念釗編著. 互換性與技術(shù)測量. 北京:中國計量出版社,2000 2 孫麗媛編著. 機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo). 北京: 冶金工業(yè)出版社,2002 3 陳 明編著. 機械制造工藝學(xué). 北京: 機械工業(yè)出版社,2005 4肖繼德編著. 機床夾具設(shè)計. 北京: 機械工業(yè)出版社,2003 5 王啟平編著. 機床夾具設(shè)計. 北京: 哈工大出版社,2002 6王光斗編著. 機床夾具設(shè)計手冊. 上海: 上?？萍汲霭嫔?2003 7李 旦編著. 機床專用夾具設(shè)計圖冊. 北京: 哈工大出版社,2001 8鄒慧君編著. 機械原理課程設(shè)計手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社,2003 9李益民編著. 機械制造工藝設(shè)計簡明手冊. 北京: 機械工業(yè)出版社,2003 10上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會. 金屬切削手冊. 上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2004